基于FPGA+DSP的噴氣織機(jī)新型引緯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要： 提出了噴氣織機(jī)的一種新型數(shù)字化引緯控制系統(tǒng)，該引緯控制系統(tǒng)采用FPGA可編程邏輯單元產(chǎn)生引緯信號(hào)、引緯單穩(wěn)態(tài)信號(hào)、高低壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)等，同時(shí)DSP控制單元與上位機(jī)進(jìn)行串行通信，與FPGA進(jìn)行并行通信，實(shí)現(xiàn)引緯參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整。應(yīng)用結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)顯著提高了噴氣織機(jī)引緯控制系統(tǒng)的精度和一致性。
關(guān)鍵詞： 噴氣織機(jī)；引緯控制系統(tǒng)；FPGA；DSP

噴氣織機(jī)的引緯控制系統(tǒng)直接決定著噴氣織機(jī)的運(yùn)行效率、能耗、產(chǎn)品質(zhì)量、平均無(wú)故障時(shí)間等關(guān)鍵性的指標(biāo)，是噴氣織機(jī)整個(gè)電控系統(tǒng)的核心之一[1]。市場(chǎng)上現(xiàn)存的噴氣織機(jī)的引緯控制系統(tǒng)一般都是利用處理器和硬件電路兩部分配合實(shí)現(xiàn)[2]，即引緯角度信號(hào)由處理器通過軟件比較產(chǎn)生，單穩(wěn)態(tài)信號(hào)產(chǎn)生部分和電磁閥驅(qū)動(dòng)部分則由電子元器件組成的硬件電路實(shí)現(xiàn)。
這種控制系統(tǒng)歸納起來(lái)主要有以下3個(gè)缺點(diǎn)：(1)引緯信號(hào)是通過比較織機(jī)編碼器的角度和預(yù)先設(shè)定的引緯打開關(guān)閉角度產(chǎn)生的。由于CPU的程序是順序執(zhí)行的，在比較這兩個(gè)角度的過程中不可避免地存在不一致性，導(dǎo)致引緯的精度不高，引緯不穩(wěn)定。(2)為了保證引緯電磁閥能夠可靠打開，一般采用48 V電壓打開電磁閥，并且要求信號(hào)持續(xù)時(shí)間為精確的8 ms。傳統(tǒng)的方法是采用單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生8 ms的信號(hào)，但是單穩(wěn)態(tài)電路容易受到電阻電容精度和溫度的影響，導(dǎo)致定時(shí)精度不高。(3)織機(jī)引緯電磁閥的電路多達(dá)幾十路，需要幾十個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路才能滿足要求，電路復(fù)雜，可靠性差，價(jià)格昂貴[3]。
1 引緯控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
本文所提出的噴氣織機(jī)新型引緯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。采用DSP控制單元與上位機(jī)進(jìn)行串行通信、與FPGA進(jìn)行并行通信，以實(shí)現(xiàn)引緯參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整；FPGA可編程邏輯單元通過比較編碼器的角度信號(hào)和設(shè)定角度信號(hào)產(chǎn)生引緯單穩(wěn)態(tài)和保持信號(hào)；引緯單穩(wěn)態(tài)和保持信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路控制電磁閥的動(dòng)作。

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